Fundamentos Esenciales de Química General: Materia, Estructura Atómica y Enlaces

La Materia: Definición y Propiedades Fundamentales

La materia es todo lo que posee masa y ocupa un lugar en el espacio.

Propiedades de la Materia

Propiedades según el cambio de composición

• Físicas: Se observan sin cambiar la composición química (color, dureza, densidad, punto de fusión/ebullición).
• Químicas: Implican un cambio en la composición interna (combustión, oxidación, corrosión).

Propiedades según la cantidad de materia

• Extensivas: Dependen de la cantidad de materia presente (masa, volumen).
• Intensivas: No dependen de la cantidad de materia (densidad, temperatura).

Estados de Agregación de la Materia

• Sólido: Forma y volumen definidos; partículas muy unidas.
• Líquido: Volumen definido, forma variable.
• Gas: Sin forma ni volumen definidos.
• Plasma: Gas altamente ionizado (ejemplos: rayos, el Sol).

Clasificación de la Materia

Sustancias Puras

• Elementos: Compuestos por un solo tipo de átomo (ej.: O, Fe).
• Compuestos: Unión química de dos o más elementos (ej.: H₂O, CO₂).

Mezclas

• Homogéneas: Composición uniforme, no se distinguen fases a simple vista (ej.: agua con sal).
• Heterogéneas: Se distinguen claramente las fases o componentes (ej.: agua con arena).

Métodos de Separación de Mezclas

• Filtración: Separación de un sólido insoluble de un líquido.
• Decantación: Separación basada en la diferencia de densidades.
• Destilación: Separación basada en diferentes puntos de ebullición.
• Tamizado: Separación basada en el tamaño de las partículas.
• Cromatografía: Separación basada en la diferencia de afinidad de los componentes.

Estructura Atómica y Conceptos Clave

Partes Fundamentales del Átomo

• Protón: Carga positiva (+), ubicado en el núcleo.
• Neutrón: Carga neutra (0), ubicado en el núcleo.
• Electrón: Carga negativa (–), ubicado en órbitas o nubes electrónicas.

Definiciones Atómicas

• Número Atómico (Z): Representa el número de protones.
• Número de Masa (A): Suma de protones y neutrones.
• Isótopos: Átomos del mismo elemento que poseen distinto número de neutrones.

La Tabla Periódica de los Elementos

Organización de la Tabla Periódica

• Grupos (Columnas): Indican la misma valencia y propiedades químicas similares.
• Periodos (Filas): Indican el nivel energético principal.

Tipos de Elementos

• Metales: Brillantes, buenos conductores, maleables; tienden a perder electrones (formando cationes).
• No Metales: Malos conductores; tienden a ganar electrones (formando aniones).
• Metaloides: Poseen propiedades intermedias entre metales y no metales (ej.: Si, B, Ge).

Familias Químicas Destacadas

• Alcalinos: Grupo 1.
• Alcalinotérreos: Grupo 2.
• Halógenos: Grupo 17.
• Gases Nobles: Grupo 18.

Enlaces Químicos

Enlace Iónico

• Se forma entre un metal y un no metal.
• Implica la transferencia de electrones.
• Generalmente forman sales.
• Poseen un punto de fusión alto.

Enlace Covalente

• Se forma entre no metales.
• Implica la compartición de electrones.
• Puede ser:
  • Sencillo (H—H)
  • Doble (O=O)
  • Triple (N≡N)

Polaridad del Enlace Covalente

• Polar: Existe una diferencia de electronegatividad (ej.: H–O).
• No Polar: Se forma entre átomos iguales o con electronegatividad muy similar.

Nomenclatura de Compuestos Inorgánicos

Óxidos

• Óxido Metálico: Metal + O. Ejemplo: Na₂O → óxido de sodio.
• Anhídrido (Óxido No Metálico): No metal + O. Ejemplo: SO₂ → dióxido de azufre.